DE2451966B2

DE2451966B2 - Coupling between two off-axis rotating shafts

Info

Publication number: DE2451966B2
Application number: DE19742451966
Authority: DE
Inventors: Roman 1000 Berlin Susdorf
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1974-10-30
Filing date: 1974-10-30
Publication date: 1978-08-10
Also published as: JPS5167860A; DE2451966A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Kupplung zwischen zwei achsversetzten, rotierenden Wellen, die untereinander jeweils durch drei über Kugelgelenke hintereinandergeschaltete binäre Glieder verbunden sind, und bei welcher mindestens zwei derartige Gruppen von binären Gliedern parallel geschaltet sind, wobei jeweils das mittlere binäre Glied als Ringscheibe ausgebildet ist und die parallelliegenden mittleren binären Glieder aneinander drehbar auf einer Nabe gelagert sind. Für eine derartige Kupplung ist in der DE-AS 24 31 383 vorgeschlagen, die drehbare Lagerung der als Ringscheiben ausgebildeten, parallelliegenden mittleren Glieder aufeinander so vorzunehmen, daß diese über ihre Mantelflächen ineinander gelagert sind. Dabei können an diesen Sitzflächen noch besondere, die Reibung beeinflussende Mittel vorgesehen sein oder die Sitzfläche kann als Gleit- oder Wälzlager ausgebildet sein. Weiterhin zeigt die Fig.23 der DE-AS 24 31 383 die Verbindung der auf einer Nabe gelagerten mittleren Ringscheiben über ein Kugelgelenk. Infolge dieser kugeligen Lagerfläche können jeweils nur zwei Gruppen von binären Gliedern parallel geschaltet werden. Dadurch ergibt sich aber eine höhere Belastung der Gelenkpunkte beider Gruppen gegenüber einer Parallelschaltung von drei oder mehr Gruppen.The invention relates to a coupling between two axially offset rotating shafts that are mutually are each connected by three binary links connected in series via ball joints, and at which at least two such groups of binary members are connected in parallel, each the middle binary link is designed as an annular disk and the parallel middle binary links are rotatably mounted on one another on a hub. For such a coupling is in DE-AS 24 31 383 proposed the rotatable mounting of the parallel middle formed as ring disks To make links to each other so that they are stored in one another over their outer surfaces. Included can be provided on these seat surfaces or the special means influencing the friction The seat can be designed as a slide or roller bearing. Furthermore, FIG. 23 of DE-AS 24 31 383 shows the connection of the central ring disks, which are mounted on a hub, via a ball joint. As a result of this spherical storage area can only have two groups of binary elements connected in parallel will. However, this results in a higher load on the joint points of both groups compared to one Parallel connection of three or more groups.

Bei einer derartigen Kupplung erfolgt die Drehmomentübertragung von der einen Welle auf die andere derart, daß zunächst ein binäres Glied, d. h. ein Lenker, die Kraft von der einen Welle über einen am äußeren Umfang befindlichen Gelenkpunkt auf das als Ringscheibe ausgebildete mittlere binäre Glied überträgt, an dessen Umfang an einer anderen Stelle ein weiterer Gelenkpunkt die Verbindung zu dem dritten Lenker herstellt, der zu der anderen Welle führt. Sämtliche parallelgeschalteten, mittleren binären Glieder sind ineinander drehbar gelagert. Sie sind also schwimmend angeordnet und führen sich gegenseitig. Eine derartige Kupplung erlaubt eine Verschiebung der beiden Wellen gegeneinander in Achsrichtung, als Schrägstellung oder als Parallelversat/, ohne daß darunter die winkclgetreue Drehmomentübertragung leidet. Da aber bei der Drehmomentübertragung und bei den Achsverschiebungen die Kräfte jeweils vom Umfang her über Kugelgelenke auf das mittlere binäre Glied eingeführt werden, können sich diese an ihren gegenseitigen Führungsmantelflächen aneinander leicht verkanten, wodurch ein Verklemmen der Ringscheiben gegeneinander auftreten würde, so daß die freie Drehbarkeit der Glieder gegeneinander und somit die winkeltreueWith such a coupling, the torque is transmitted from one shaft to the other such that initially a binary term, i. H. a handlebar, the power from one shaft via one on the outer Circumferentially located articulation point on the designed as a ring disk middle binary link transfers to whose circumference at another point another pivot point the connection to the third link that leads to the other wave. All of the parallel middle binary elements are rotatably supported within one another. So they are arranged floating and lead each other. Such a one Coupling allows a displacement of the two shafts against each other in the axial direction, as an inclined position or as parallel verse /, without underneath the true wink Torque transmission suffers. But there with the torque transmission and with the axis displacements the forces introduced from the circumference on the middle binary link via ball joints these can easily jam against one another on their mutual guide surfaces, whereby a jamming of the ring disks against each other would occur, so that the free rotation of the Members against each other and thus the conformance of the angles

ίο Drehmomentübertragung von einer Welle zur anderen nicht möglich ist.ίο Torque transmission from one shaft to the other not possible.

Es sind aus der US-PS 15 01 647 Kupplungen bekannt, die als Übertragungsglieder Scheiben enthalten, die ausschließlich mit ihren Stirnflächen gleitfähig aneinander liegen.There are known from US-PS 15 01 647 clutches that contain disks as transmission members, the only lie against one another in a slidable manner with their end faces.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer Kupplung der eingangs beschriebenen Art ein Verklemmen der mittleren Ringscheiben bei beliebig viel parallel zu schaltenden Gruppen von drei hintereinandergeschalteten binären Gliedern zu vermeiden, damit die freie Drehbarkeit der Ringscheiben gegeneinander stets möglich ist. Zur Lösung dieser Aufgabe liegen gemäß der Erfindung die in axialer Richtung nebeneinanderliegenden Ringscheiben ausschließlich mit ihren Stirnflächen gleitfähig aneinander und die Nabe ist hohl ausgebildet. Die Ringscheiben sind also auf der zylindrischen Lagerfläche der Nabe in axialer Richtung nebeneinander liegend angeordnet, so daß auf dieser Nabe keine Beschränkung hinsichtlich der Anzahl der Ringscheiben und somit der Anzahl der parallel zu schaltenden Gruppen von drei hintereinandergeschalteten binären Gliedern besteht. Die Führung der Ringscheiben durch die gegenseitige Anlage an den Stirnflächen wird durch die Nabe gewährleistet, welche jeweils die Innenbohrung der Ringscheiben durchsetzt. Wenn nun Achsversetzungen zwischen den beiden Wellen auftreten, so gleichen sich diese durch eine gegenseitige Verdrehung der Ringscheiben gegeneinander und eine entsprechende Schrägstellung der jeweilsThe invention is based on the object of jamming in a coupling of the type described at the outset of the middle ring disks with any number of groups of three connected in series that can be connected in parallel to avoid binary links so that the ring disks can always rotate freely against each other is possible. To achieve this object, according to the invention, those lying next to one another in the axial direction are located Ring disks can only slide against one another with their end faces and the hub is hollow educated. The ring disks are therefore on the cylindrical bearing surface of the hub in the axial direction arranged side by side, so that on this hub there is no limit to the number of Ring disks and thus the number of groups to be connected in parallel of three one behind the other binary terms. The leadership of the ring discs by mutual contact with the End faces are ensured by the hub, which penetrates the inner bore of the ring disks. If now axial offsets occur between the two shafts, they are equal by one mutual rotation of the ring disks against each other and a corresponding inclination of each

ίο zu den Wellen führenden äußeren Lenker bzw. der gesamten Kupplung aus. Eine Verklemmung auf der Nabe ist nicht möglich, da die bei der Drehmomentübertragung und bei Achsverschiebungen auftretenden Kräfte nicht über die Mantelflächen, sondern über die j Stirnflächen in die Nabe eingeführt werden.ίο the outer links leading to the shafts or the entire clutch. A deadlock on the Hub is not possible because that occurs during torque transmission and axis displacements Forces are not introduced into the hub via the lateral surfaces, but rather via the j end faces.

Zur Verbesserung des Betriebsverhaltens der Kupplung können die Ringscheiben auf ihren aneinanderliegenden Stirnflächen mit einem Belag aus einem Werkstoff guter Gleitfähigkeit versehen sein.To improve the performance of the clutch, the ring disks can be placed on one another End faces be provided with a coating made of a material with good sliding properties.

so Damit die Kupplung insbesondere bei Triebfahrzeugen in möglichst raumsparender Weise eingesetzt werden kann, empfiehlt es sich, daß die eine Welle die hohle Nabe mit Spiel durchsetzend angeordnet ist.
Im folgenden wird die Erfindung anhand einer in derSo that the coupling can be used in the most space-saving manner possible, especially in locomotives, it is recommended that one shaft is arranged so that it penetrates the hollow hub with play.
In the following the invention is based on one in the

^r'5 Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigt ^r '5 drawing illustrated embodiment explained in more detail. It shows

Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine gemäß der Erfindung ausgebildete Kupplung, wenn diese als Verbindung zwischen einem elektrischen FahrmotorFig. 1 is a longitudinal section through a coupling formed according to the invention when this as Connection between an electric traction motor

w) eines schienengebundenen Triebfahrzeuges und der Treibachse verwendet wird,w) a rail-bound motor vehicle and the Driving axle is used,

Fig. 2 eine seitliche Ansicht auf die Kupplung selbst,
die Fig.3 und 4 jeweils Längsschnitte entlang der Linien ΙΙΙ-ΙΠ und IV-IV in F i g. 2.Fig. 2 is a side view of the coupling itself,
FIGS. 3 and 4 each have longitudinal sections along the lines ΙΙΙ-ΙΠ and IV-IV in FIG. 2.

hi Ein schienengebundenes elektrisches Triebfahrzeug wird durch einen elektrischen Fahrmotor 1 angetrieben, der mit seinem Gehäuse 2 fest im Fahrzeugrahmen bzw. Drehgestellt gelagert ist. Im Gehäuse 2 ist ebenfalls diehi A rail-mounted electric motor vehicle is driven by an electric traction motor 1, which is fixed with its housing 2 in the vehicle frame or Is pivoted. In the housing 2 is also the

Nabe 3 des Großrades 4 drehbar gelagert, das mit dem Motorritzel 5 in Eingriff steht.The hub 3 of the large wheel 4, which is in engagement with the motor pinion 5, is rotatably mounted.

Zur Übertragung des Drehmomentes von dem Motorritzel 5 auf die Treibachse 6 mit dem Treibrad 7 dient die gemäß der Erfindung ausgebildete Kupplung 8. Diese besteht aus drei parallelgeschalteter! Anordnungen von jeweils drei die beiden Wellen, Motorwelle 9 und Treibachse 6, verbindenden, binären Gliedern. Deshalb trägt die Nabe 3 des Großrades 4 an drei gleichmäßig längs des Umfanges verteilten Stellen sich in axialer Richtung erstreckende Arme 10, die an ihren Enden Gelenkpunkte 11, 12, 13 bilden. An diesen Gelenkpunkten 11, 12, 13 sind Lenker 14, 15, 16 befestigt, deren anderer Gelenkpunkt 17,18,19 mit dem jeweils als Ringscheibe 20, 21, 22 ausgebildeten mittleren binären Glied verbunden ist, das die Treibachse 6 mit Spiel umgibt.To transmit the torque from the motor pinion 5 to the drive axle 6 with the drive wheel 7 the coupling 8 designed according to the invention is used. This consists of three parallel-connected! Arrangements of three binary links connecting the two shafts, motor shaft 9 and drive shaft 6. Therefore, the hub 3 of the large wheel 4 is supported at three points evenly distributed along the circumference arms 10 extending in the axial direction and forming hinge points 11, 12, 13 at their ends. On these Hinge points 11, 12, 13 are handlebars 14, 15, 16 attached, the other hinge point 17,18,19 with the each designed as an annular disk 20, 21, 22 middle binary member is connected that the Drive axis 6 surrounds with play.

Die Ringscheiben 20, 21, 22 tragen jeweils auf der dem einleitenden Gelenkpunkt 17, 18, 19 diametral entgegengesetzten Seite des Umfanges einen weiteren Gelenkpunkt 23, 24, 25, der die Verbindung zu dem jeweils dritten binären Glied, nämlich den Lenkern 26, 27, 28 darstellt. Diese Lenker 26, 27, 28 sind dann ihrerseits über Gelenkpunkte 29,30,31 an Armen 32 des Treibrades 7 befestigt.The ring disks 20, 21, 22 each bear on the introductory hinge point 17, 18, 19 diametrically opposite side of the circumference another hinge point 23, 24, 25, which connects to the each third binary member, namely the links 26, 27, 28 represents. These links 26, 27, 28 are then in turn via hinge points 29,30,31 on arms 32 of the Driving wheel 7 attached.

Die Verbindung zwischen der Motorwelle 9 und der Treibachse 6 erfolgt also jeweils über drei parallelgeschaltete Gruppen von binären Gliedern, nämlich zum ersten über den Lenker 14, der Ringscheibe 20 und den Lenker 26; zweitens über den Lenker 15, der Ringscheibe 22 und den Lenker 27 und drittens über den Lenker 16, der Ringscheibe 21 und den Lenker 28. Von diesen parallelgeschalteten Gruppen binärer Glieder sind jeweils die mittleren binären Glieder, nämlich die Ringscheiben 20, 21, 22 nebeneinanderliegend angeordnet, so daß die Stirnfläche 33 der einen äußeren Ringscheibe 20 und die Stirnfläche 34 der anderen äußeren Ringscheibe 22 an den Stirnflächen 35 derThe connection between the motor shaft 9 and the drive shaft 6 is thus made in each case via three parallel-connected Groups of binary members, namely first on the handlebar 14, the annular disc 20 and the Handlebar 26; secondly via the handlebars 15, the annular disk 22 and the handlebars 27 and thirdly via the Handlebars 16, the annular disk 21 and the handlebars 28. Of these groups of binary members connected in parallel the middle binary elements, namely the annular disks 20, 21, 22 are arranged side by side, so that the end face 33 of one outer annular disk 20 and the end face 34 of the other outer ring washer 22 on the end faces 35 of the

ίο mittleren Ringscheibe 21 gleitfähig aneinanderliegen. Damit diese Führung längs der Stirnflächen 33, 34, 35 gewährleistet ist, sind die Ringscheiben 20, 21, 22 drehbar auf einer Nabe 36 angeordnet. Diese Nabe 36 durchsetzt die Innenbohrungen der Ringscheiben 20,21, 22, ist hohl ausgebildet und ihrerseits von der Treibachse 6 durchsetzt.ίο the middle ring disk 21 can slide against one another. In order to ensure this guidance along the end faces 33, 34, 35, the annular disks 20, 21, 22 are rotatably arranged on a hub 36. This hub 36 penetrates the inner bores of the annular disks 20,21, 22, is hollow and in turn penetrated by the drive axis 6.

Bei Achsauslenkungen der beiden Wellen, Motorwelle 9 und Treibachse 6, zueinander können sich die auf der Nabe 36 gelagerten Ringscheiben 20, 21, 22 gegenseitig verdrehen, ohne daß eine Verklemmung an den zur Führung dienenden Stirnflächen 33, 34, 35 auftritt. Die Stirnflächen 33, 34 der äußeren Ringscheiben 20 und 22 sind außerdem jeweils mit einem Belag 38 aus einem Werkstoff guter Gleitfähigkeit versehen, der das Aufeinandergleiten noch erleichtert. Ferner kann die Kupplung 8 auch kardanische Auslenkungen der beiden Wellen aufnehmen, da sämtliche Gelenkpunkte 11, 12, 13; 17, 18, 19; 23, 24, 25 und 29, 30, 31 als Kugelgelenke ausgebildet sind.With axial deflections of the two shafts, motor shaft 9 and drive shaft 6, the can affect each other the hub 36 mounted annular disks 20, 21, 22 mutually rotate without jamming the end faces 33, 34, 35 serving for guidance occurs. The end faces 33, 34 of the outer ring disks 20 and 22 are also each provided with a covering 38 made of a material with good sliding properties, the sliding on top of each other even easier. Furthermore, the coupling 8 can also have cardanic deflections of the record both shafts, since all the hinge points 11, 12, 13; 17, 18, 19; 23, 24, 25 and 29, 30, 31 as Ball joints are formed.

Hierzu 1 BIaU Zeichnungen1 BIaU drawings

Claims

Patent claims:

1. Coupling between two off-axis, rotating shafts, each of which passes through one another three binary links connected in series via ball joints and in which at least two such groups of binary elements are connected in parallel, each with the middle binary link is designed as an annular disk and the parallel middle binary links are rotatably mounted on one another on a hub, characterized in that the in axial Direction of adjacent annular disks (20, 21, 22) exclusively with their end faces (33, 34, 35) are slidable against one another and the hub (36) is hollow

2. Coupling according to claim 1, characterized in that the annular disks (20, 22) on their aneina «of the lying end faces (33,34) with a Covering (38) made of a material with good sliding properties are provided.

3. Coupling according to claim 1 or 2, characterized in that the one shaft (6) is the hollow Hub (36) is arranged to penetrate with play.